21世纪高等学校计算机专业核心课程规划教材 计算机操作系统 第3版PDF电子书下载

第0章 计算机系统概述 1

0.1 计算机系统及其结构 1

0.2 计算机硬件 2

0.2.1 中央处理器 3

0.2.2 存储器 4

0.2.3 I/O系统 6

0.2.4 总线 6

0.2.5 启动计算机 8

0.3 指令的执行 8

0.3.1 取指令与执行指令 8

0.3.2 I/O函数 9

0.4 中断 9

0.4.1 中断与指令周期 10

0.4.2 中断处理 11

0.4.3 多个中断 12

思考与练习题 13

第1章 操作系统引论 14

1.1 操作系统的定义 14

1.1.1 资源管理的观点 14

1.1.2 用户的观点（扩展机器的观点） 15

1.2 操作系统的产生和发展 16

1.2.1 第一代计算机没有操作系统 16

1.2.2 第二代计算机有了监控系统 16

1.2.3 第三代计算机操作系统得到极大的发展 17

1.2.4 第四代计算机操作系统向多元化方向发展 20

1.3 操作系统的特征 20

1.4 操作系统的功能 21

1.4.1 进程管理 21

1.4.2 存储管理 22

1.4.3 设备管理 23

1.4.4 文件管理 24

1.4.5 操作系统接口 25

1.5 操作系统类型 25

1.5.1 批处理操作系统 26

1.5.2 分时操作系统 27

1.5.3 实时操作系统 29

1.5.4 微机操作系统 31

1.5.5 多处理机操作系统 38

1.5.6 网络操作系统 38

1.5.7 分布式操作系统 40

1.5.8 嵌入式操作系统 41

思考与练习题 41

第2章 进程与线程 43

2.1 进程的引入 43

2.1.1 单道程序的顺序执行 43

2.1.2 多道程序的并发执行 44

2.1.3 程序并发执行的条件 45

2.1.4 进程的概念 46

2.2 进程的状态及组成 47

2.2.1 进程的基本状态 47

2.2.2 进程的挂起状态 49

2.2.3 进程控制块 51

2.3 进程控制 53

2.3.1 操作系统内核 53

2.3.2 进程的创建与撤销 54

2.3.3 进程的阻塞与唤醒 55

2.3.4 进程的挂起与激活 57

2.4 线程 57

2.4.1 线程的概念 58

2.4.2 线程与进程的比较 60

2.4.3 线程的实现 62

2.4.4 多线程问题 67

思考与练习题 68

第3章 进程同步与通信 70

3.1 进程同步与互斥 70

3.1.1 并发原理 70

3.1.2 临界资源与临界区 72

3.1.3 互斥实现的硬件方法 73

3.1.4 互斥实现的软件方法 75

3.1.5 信号量和PV操作 77

3.2 经典进程同步与互斥问题 79

3.2.1 生产者—消费者问题 79

3.2.2 读者—写者问题 81

3.2.3 哲学家进餐问题 82

3.2.4 打瞌睡的理发师问题 83

3.3 AND信号量 85

3.3.1 AND信号量的引入 85

3.3.2 用AND信号量解决实际应用 86

3.4 管程 88

3.4.1 管程的思想 88

3.4.2 管程的结构 88

3.4.3 用管程解决实际应用 89

3.5 同步与互斥实例 91

3.5.1 Solaris的同步与互斥 91

3.5.2 Windows的同步与互斥 92

3.5.3 Linux的同步与互斥 93

3.6 进程通信 93

3.6.1 进程通信的类型 93

3.6.2 进程通信中的问题 94

3.6.3 消息传递系统的实现 95

3.6.4 客户端—服务器系统通信 97

思考与练习题 98

第4章 调度与死锁 100

4.1 调度类型与准则 100

4.1.1 调度类型 100

4.1.2 进程调度方式 101

4.1.3 进程调度时机 101

4.1.4 调度的性能准则 102

4.2 调度算法 103

4.2.1 先来先服务调度算法 103

4.2.2 短作业（进程）优先调度算法 104

4.2.3 时间片轮转调度算法 104

4.2.4 优先权调度算法 106

4.2.5 多级反馈队列调度算法 107

4.2.6 多种调度算法比较 107

4.3 死锁的基本概念 108

4.3.1 死锁定义 108

4.3.2 死锁产生的原因 109

4.3.3 可重复使用资源和可消耗资源 111

4.3.4 死锁产生的必要条件 112

4.4 死锁的预防与避免 113

4.4.1 死锁的预防 113

4.4.2 死锁的避免 114

4.4.3 银行家算法 115

4.5 死锁的检测与解除 118

4.5.1 资源分配图 118

4.5.2 死锁的解除 120

4.5.3 鸵鸟算法 120

思考与练习题 121

第5章 存储管理 122

5.1 程序的装入和链接 122

5.1.1 重定位 122

5.1.2 链接 124

5.2 连续分配存储管理方式 125

5.2.1 单一连续分区 125

5.2.2 固定分区 126

5.2.3 可变分区 127

5.2.4 动态重定位分区 129

5.3 页式存储管理 129

5.3.1 页式存储管理的基本原理 129

5.3.2 页式存储管理的地址变换机构 131

5.3.3 页表的硬件实现 132

5.3.4 页表的组织 133

5.3.5 页式存储管理系统举例 134

5.4 段式存储管理 137

5.4.1 段式存储管理的基本原理 138

5.4.2 段式存储管理系统地址变换过程 138

5.4.3 分段和分页的区别 139

5.4.4 段的共享与保护 139

5.5 段页式存储管理 142

5.5.1 段页式存储管理的基本原理 142

5.5.2 段页式存储管理的地址变换 143

5.5.3 段页式存储管理系统举例 144

思考与练习题 147

第6章 虚拟存储管理 149

6.1 虚拟存储器的引入 149

6.1.1 局部性原理 149

6.1.2 虚拟存储器 149

6.1.3 虚拟存储器的特征 150

6.2 请求页式存储管理 150

6.2.1 请求页式存储管理系统的实现 150

6.2.2 请求页式存储管理驻留集管理 152

6.2.3 请求页式存储管理的调入策略 153

6.2.4 请求页式存储管理的页面置换算法 154

6.2.5 请求页式存储管理系统的性能 156

6.3 请求段式存储管理 158

6.3.1 请求段式存储管理的地址实现 158

6.3.2 动态链接 159

思考与练习题 161

第7章 设备管理 163

7.1 I/O管理概述 163

7.1.1 I/O管理的功能 163

7.1.2 I/O硬件组成 164

7.1.3 I/O设备 165

7.1.4 设备控制器 166

7.1.5 设备通道 168

7.2 I/O控制方式 170

7.2.1 程序直接控制方式 170

7.2.2 中断控制方式 171

7.2.3 DMA控制方式 173

7.2.4 通道控制方式 174

7.3 I/O系统 175

7.3.1 设备分配 176

7.3.2 SPOOLing技术 180

7.3.3 设备驱动程序 182

7.3.4 中断处理程序 183

7.4 磁盘管理 186

7.4.1 磁盘结构和管理 186

7.4.2 磁盘调度 189

7.4.3 独立磁盘冗余阵列 191

7.5 缓冲管理 195

7.5.1 缓冲 195

7.5.2 磁盘高速缓存 199

7.5.3 提高磁盘I/O速度的其他方法 200

思考与练习题 201

第8章 文件管理 203

8.1 文件概述 203

8.1.1 文件类型 203

8.1.2 文件属性 204

8.1.3 文件的操作 205

8.1.4 文件访问方式 205

8.2 文件结构和文件系统 206

8.2.1 文件结构 206

8.2.2 有结构文件的组织 207

8.2.3 文件系统 208

8.3 目录 210

8.3.1 文件控制块和索引节点 210

8.3.2 单级目录 212

8.3.3 两级目录 213

8.3.4 树形目录 214

8.3.5 目录的查询 216

8.3.6 文件的共享 217

8.4 文件系统实现 220

8.4.1 文件系统的格式 220

8.4.2 文件的存储结构 221

8.4.3 空闲存储空间的管理 224

8.5 文件系统的可靠性 228

8.5.1 坏块管理 228

8.5.2 备份 228

8.5.3 文件系统一致性问题 229

8.5.4 数据一致性控制 231

8.6 保护机制 231

8.6.1 保护域 231

8.6.2 保护矩阵的实现 233

8.6.3 分级安全管理 234

思考与练习题 236

第9章 Windows 7操作系统 238

9.1 Windows 7的特点和结构 238

9.1.1 Windows 7的特点 238

9.1.2 Windows 7的结构 239

9.2 Windows 7进程管理 241

9.2.1 Windows 7的进程和线程 241

9.2.2 Windows 7的互斥与同步 246

9.2.3 Windows 7的进程通信 247

9.2.4 Windows 7的线程调度 249

9.3 Windows 7内存管理 254

9.3.1 Windows 7的地址空间布局 254

9.3.2 Windows 7的地址变换机制 256

9.3.3 Windows 7的内存分配 258

9.3.4 Windows 7的页面共享 261

9.3.5 Windows 7的驻留集 261

9.3.6 Windows 7的物理内存管理 262

9.4 Windows 7设备管理 265

9.4.1 Windows 7的I/O系统结构 265

9.4.2 Windows 7的I/O系统的数据结构 266

9.4.3 Windows 7的I/O系统的设备驱动程序 268

9.4.4 Windows 7的I/O处理 269

9.4.5 Windows 7的磁盘管理 270

9.4.6 Windows 7的高速缓存管理 272

9.4.7 Windows 7的高速缓存支持的操作 273

9.5 Windows 7文件管理 275

9.5.1 Windows 7文件系统概述 276

9.5.2 NTFS卷及其结构 279

9.5.3 NTFS的可恢复性、可靠性和安全性 282

思考与练习题 284

第10章 Linux操作系统 285

10.1 Linux内核设计 285

10.1.1 内核设计目标 285

10.1.2 微内核与单内核 286

10.1.3 Linux内核结构 287

10.2 Linux系统的启动与初始化 288

10.2.1 初始化系统 288

10.2.2 操作系统的初始化 288

10.2.3 init进程 289

10.3 Linux进程管理 290

10.3.1 Linux中的进程与线程 290

10.3.2 进程与线程的创建和撤销 292

10.3.3 进程调度 293

10.3.4 进程通信 293

10.4 Linux内存管理 295

10.4.1 虚拟内存管理 295

10.4.2 物理内存管理 297

10.5 Linux文件管理 298

10.5.1 虚拟文件系统 298

10.5.2 文件系统的安装与卸载 300

10.5.3 EXT2逻辑文件系统 302

10.6 Linux设备管理 304

10.6.1 Linux设备管理概述 304

10.6.2 Linux设备的类型 305

10.6.3 中断 306

10.6.4 缓存和刷新机制 307

10.6.5 磁盘调度 307

思考与练习题 309

第11章 操作系统安全 310

11.1 操作系统安全概述 310

11.1.1 操作系统的脆弱性 310

11.1.2 安全操作系统的重要性 312

11.2 操作系统的安全机制 313

11.2.1 硬件安全机制 313

11.2.2 软件安全机制 316

11.3 操作系统安全评测 321

11.3.1 操作系统安全评测方法 321

11.3.2 国内外计算机系统安全评测准则 321

11.3.3 美国国防部可信计算机系统评测准则 323

11.3.4 中国计算机信息系统安全保护等级划分准则 324

11.4 分布式操作系统安全 326

11.4.1 加密和数据签名 326

11.4.2 身份认证 327

11.4.3 防火墙 329

11.5 Linux操作系统安全性 330

11.5.1 标识与鉴别 330

11.5.2 存取控制 331

11.5.3 审计与加密 331

11.5.4 网络安全 332

11.5.5 备份 333

11.6 Windows 2000/XP操作系统安全 333

11.6.1 Windows 2000/XP安全模型 333

11.6.2 Windows的注册表、文件系统及系统的激活和授权机制 337

11.7 主流操作系统安全机制 339

11.7.1 Windows Vista/Windows 7操作系统 339

11.7.2 Android操作系统 345

11.7.3 Mac OS＆IOS操作系统 348

11.8 云操作系统 350

11.8.1 Windows Azure 350

11.8.2 Google Chrome OS 352

思考与练习题 353

参考文献 354